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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Brillenglases mit einer Tragrandzone.
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Um Gewichtsreduktionen, insbesondere von Brillengläsern zur Korrektur hochgradiger Fehlsichtigkeiten, wie extreme Kurzsichtigkeit, oder bei Patienten mit operiertem grauen Star ohne implantierte Linse, zu erzielen, werden im Stand der Technik insbesondere Brillengläser mit einem Tragrand eingesetzt.
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In der Patentanmeldung
DE 30 16 936 A1 werden Brillengläser mit atorischen Flächen beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, daß für einen bestimmten (zentralen) Bereich die Abbildungseigenschaften sehr gut sind. In der
WO 97/15857 A2 werden doppelasphärische Brillengläser beschrieben. Diese zeichnen sich dadurch aus, daß im zentralen Bereich die Abbildungseigenschaften sehr gut sind, im peripheren Bereich zumindest noch indirektes, orientierendes Sehen möglich ist und trotzdem die kritische Dicke reduziert wird. In der
DE 33 43 891 A1 wird ein Brillenglas mit einem Tragrand beschrieben. Tragrandgläser (auch Lentikulargläser genannt) sind Brillengläser bei denen nur der zentrale Teil des Brillenglases die entsprechende optische Wirkung aufbringt, wobei der äußere, den zentralen Teil umgebenden Bereich lediglich zur Befestigung in der Brillenfassung dient. Durch den Tragrand wird in dem Brillenglas gemäß
DE 33 43 891 A1 die Mittendicke auf Kosten der Abbildungsqualität reduziert.
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DE 8 222 426 U1 offenbart eine Brillenlinse für stark Fehlsichtige mit einer objektseitigen konvexen Vorderfläche und einer augenseitigen Fläche. Die augenseitige Fläche weist einen mittleren Bereich auf, welcher mindestens das Hauptblickfeld umfaßt. Der mittlere Bereich ist asphärisch korrigiert und geht in einen Bereich über, in dem sich die meridionale Steigung der augenseitigen Fläche der Steigung der konvexen Vorderfläche annähert. Die gesamte augenseitige Fläche ist zweimal stetig differenzierbar.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Brillenglas sowie ein Verfahren zur Berechnung eines Brillenglases bereitzustellen, bei welchem durch einen Tragrand die kosmetischen Eigenschaften, insbesondere die Randdicke, deren Variation und/oder die Mittendicke, deutlich verbessert werden, ohne die Abbildungseigenschaften wesentlich zu beeinflussen oder zu verschlechtern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Brillenglases mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Brillenglases mit einer objektseitigen Vorderfläche und einer augenseitigen Rückfläche bereitgestellt, wobei zumindest die Rückfläche
- – eine Sehzone, welche zur optischen Wirkung des Brillenglases beiträgt, und
- – eine die Sehzone zumindest teilweise umgebende Tragrandzone, welche im wesentlichen nicht zur optischen Wirkung des Brillenglases beiträgt,
umfaßt, und
wobei ein Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt der Rückfläche des Brillenglases in der Tragrandzone im wesentlichen nach kosmetischen Gesichtspunkten ohne Berücksichtigung von optischen Abbildungseigenschaften der Tragrandzone erfolgt.
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Der Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt umfaßt die Berechnung einer Trennkurve auf der Rückfläche des Brillenglases zwischen der Sehzone und der Tragrandzone in Form einer Kurve, welche Durchstoßpunkte äußerster Randstrahlen, welche in Gebrauchsstellung des Brillenglases vor einem Auge eines Brillenträgers beim direkten Sehen gerade noch durch den Augendrehpunkt Z' des Auges oder besonders bevorzugt beim indirekten Sehen gerade noch durch die Mitte der Eintrittspupille des Auges verlaufen, mit der Rückfläche verbindet.
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Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Brillenglas weist eine objektseitige Vorderfläche und eine augenseitige Rückfläche auf, wobei zumindest die Rückfläche
- – eine Sehzone, welche zur optischen Wirkung des Brillenglases beiträgt, und
- – eine die Sehzone zumindest teilweise umgebende Tragrandzone, welche im wesentlichen nicht zur optischen Wirkung des Brillenglases beiträgt,
umfaßt,
und wobei die Rückfläche des Brillenglases in der Tragrandzone im wesentlichen nach kosmetischen Gesichtspunkten ohne Berücksichtigung von optischen Abbildungseigenschaften ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es im Randbereich der Rückfläche (d. h. der augenseitigen Fläche des Brillenglases), insbesondere bei Brillengläsern mit negativer Wirkung, einen Bereich gibt, welcher nicht wesentlich zum Sehen genutzt wird. Die Rückfläche des Brillenglases in diesem Bereich kann deshalb insbesondere derart gestaltet werden, daß die kosmetischen Eigenschaften des Brillenglases verbessert werden, ohne dessen optische Eigenschaften bzw. die Abbildungsqualität wesentlich zu beeinflussen. Dieser Bereich stellt die Tragrandzone des Brillenglases dar, welche zusammen mit der Vorderfläche einen Tragrand bildet. Unter kosmetischen Eigenschaften werden insbesondere die Randdicke, deren Variation, die Mittendicke, das Gewicht und das Volumen des Brillenglases verstanden.
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Die Sehzone ist von der Tragrandzone auf der Rückfläche des Brillenglases durch eine Trennkurve getrennt, welche Durchstoßpunkte derjenigen Hauptstrahlen (nachfolgend als äußerste Randstrahlen bezeichnet), welche in Gebrauchsstellung des Brillenglases vor einem Auge eines Brillenträgers beim direkten Sehen gerade noch durch den Augendrehpunkt Z' des Auges oder besonders bevorzugt beim indirekten Sehen gerade noch durch die Mitte der Eintrittspupille des Auges verlaufen, mit der Rückfläche verbindet. Die Tragrandzone erstreckt sich dann von der Trennkurve radial auswärts bis zum Rand des Brillenglases oder vorzugsweise bis zur einer dem Rand des Brillenglases im eingeschliffenen Zustand entsprechenden Kurve (Randkurve). Es sei angemerkt, daß es sich bei der Trennkurve um eine imaginäre Kurve auf der Rückfläche handelt.
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Beim indirekten Sehen und Blick durch den Anpaßpunkt stellt die Eintrittspupille des Auges Aperturblende des Systems Brillenglas-Auge dar und bestimmt somit den Verlauf der Hauptstrahlen. Das Blickfeld beim indirekten Sehen wird durch diejenigen Hauptstrahlen begrenzt, welche gerade noch sowohl die Vorder- als auch die Rückfläche des Brillenglases durchstoßen und durch die Mitte der Eintrittspupille eines sich in Gebrauchsstellung des Brillenglases befindlichen Auges verlaufen. Diese (kritischen) Hauptstrahlen werden im Sinne dieser Erfindung als äußerste Randstrahlen bezeichnet. Da in diesem Fall die objektseitigen außeraxialen Objektpunkte (auch Feldpunkte genannt) nicht durch die Mitte der Eintrittspupille verlaufen, hat insbesondere die Gestaltung der Rückfläche in einem Bereich, welcher sich von den Durchstoßpunkten des äußersten Randstrahl durch die Rückfläche radial zum Rand des Brillenglases erstreckt, hinsichtlich der optischen Eigenschaften des Brillenglases keinen wesentlichen Einfluß. Dieser Bereich bildet somit bevorzugt die Tragrandzone beim indirekten Sehen.
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Da in der Peripherie eher ein indirektes Sehen benötigt wird, werden die äußersten Randstrahlen vorzugsweise als die äußersten Randstrahlen beim indirekten Sehen in Gebrauchsstellung des Brillenglases angesetzt. Somit ergibt sich ein relativ großer Bereich, der zur Verbesserung der kosmetischen Eigenschaften benutzt werden kann, d. h. eine relativ große Tragrandzone.
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Beim indirekten Sehen (d. h. insbesondere bei einem in Nullblickrichtung blickenden Auge) wird der Ausschnitt des wahrnehmbaren Objektbereiches durch die Kopfbewegungen gesteuert. Beim direkten Sehen führt in Gebrauchsstellung des Brillenglases das Auge statt dessen Blickbewegungen aus, um Objekte des Interesses möglichst auf zentrale Bereiche der Fovea abzubilden. Beim direkten Sehen dreht sich das Auge näherungsweise um den optischen Augendrehpunkt Z', welcher auch als scheinbare Aperturblende die Lage der Austrittspupille des Systems Brillenglas-Auge wirkt und damit den Verlauf der Hauptstrahlen und somit auch der äußersten Randstrahlen bestimmt. Die äußersten Randstrahlen verlaufen nach der Brechung durch das Brillenglas durch den Augendrehpunkt Z'. Die Durchstoßpunkte der äußersten Randstrahlen durch die Rückfläche sind etwas von dem Rand des Brillenglases entfernt, so daß es auf der Rückfläche einen Bereich gibt, welcher sich von den Durchstoßpunkten der äußersten Randstrahlen durch die Rückfläche bis zum Rand des Brillenglases erstreckt und welcher nicht zur optischen Wirkung beim direkten Sehen beiträgt. Dieser Bereich stellt die Tragrandzone beim direkten Sehen dar.
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Die Berechnung der Lage der Trennkurve kann ausgehend von einem durchschnittlichen bzw. typischen Auge oder nach den individuellen Augenparametern des jeweiligen Brillenträgers erfolgen. Beispielsweise kann das sogenannte Gullstrand-Modellauge Verwendung finden. Der Abstand vom Brillenscheitel bis zur Eintrittspupille des Modellauges ist dann ungefähr durch HSA +3,05 mm gegeben, wobei HSA den Hornhaut-Scheitel-Abstand darstellt. Der Augendrehpunkt dieses durchschnittlichen Auges liegt ungefähr 13,5 mm hinter der Cornea oder mit einer typischen HSA von 15 mm in einer Entfernung von 28,5 mm vom Brillenscheitel entfernt. Da die Eintrittspupille näher am Auge liegt als der Augendrehpunkt, wird der optisch nicht nutzbare Bereich, welcher die Tragrandzone darstellt, beim indirekten Sehen etwas größer als beim direkten Sehen sein. Die Fovea weist typischerweise eine Winkelausdehnung von 5 Grad auf.
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Auf den Verlauf und die Berechnung der äußersten Randstrahlen beim direkten und indirekten Sehen sowie der sich ergebenden Trennkurve wird bei der späteren detaillierten Beschreibung der Figuren näher eingegangen wird.
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Ferner wird insbesondere hinsichtlich der verwendeten Fachterminologie sowie hinsichtlich des Modellauges auf ”Optik und Technik der Brille” von Heinz Diepes und Ralf Blendowske, Optische Fachveröffentlichung GmbH, Heidelberg, 2002 verwiesen, dessen entsprechende Ausführungen insoweit einen integralen Offenbarungsbestandteil der vorliegenden Anmeldung darstellen.
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Weiter bevorzugt weist das Brillenglas eine positive, negative, progressive, astigmatische und/oder prismatische optische Wirkung auf.
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Vorzugsweise ist die Tragrandzone derart ausgebildet, die Fassungsform und/oder die Fassungsgestalt zu berücksichtigen. Unter der Fassungsform, welche oftmals auch als sogenannte Scheibenform bezeichnet wird, wird eine mathematisch eindeutige Parametrisierung der Berandungsform des Brillenglases verstanden. Die Fassungsform gibt an, wie das rohrunde Brillenglas randbearbeitet werden muß, damit es in die Brillenfassung paßt. Beispielsweise sind runde, ovale oder tropfenförmige Fassungsformen bekannt. Mit der Fassungsgestalt soll beschrieben werden, ob es sich beispielsweise um eine randlose Fassung oder eine sehr dicke Kunststofffassung handelt. Dementsprechend kann die Randdicke des Brillenglases anders gewählt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Fassungsform bekannt ist. Die Rückfläche in der Tragrandzone kann dann so gestaltet werden, daß die Randdicke des Brillenglases bzw. deren Variation im eingeschliffenen Zustand bzw. entlang einer Kurve, welche den Rand des Brillenglases im eingeschliffenen Zustand entspricht (im folgenden auch Randkurve genannt), optimal verläuft. Die Rückfläche kann in der Tragrandzone jedoch auch so ausgebildet sein, daß die Randdicke, deren Variation, etc. für rohrunde Brillengläser die vorgegebenen optimalen Werte aufweist.
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Weiter bevorzugt ist die Rückfläche in der Tragrandzone derart ausgebildet, die individuellen Parameter des Brillenträgers zu berücksichtigen. Individuelle Parameter des Brillenträgers sind beispielsweise der Hornhautscheitelabstand, Vorneigung, Pupillendistanz, Seitenneigung, Fassungsscheibenwinkel, Augendrehpunktsabstand, Augenbaulänge, Objektabstand etc. Somit ist es möglich, den genauen Verlauf der äußersten Randstrahlen in Gebrauchsstellung bzw. deren Durchstoßpunkte durch die Rückfläche zu berechnen und damit den Bereich, der zur Verbesserung der kosmetischen Eigenschaften genutzt werden kann. Das ermöglicht eine optimale Gestaltung der Rückfläche in der Tragrandzone und somit verbesserte kosmetische Eigenschaften des Brillenglases. Die Berechnung kann jedoch auch unter Zuhilfenahme von Normwerten erfolgen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Rückfläche des Brillenglases derart ausgebildet, daß sich die Rückfläche in der Tragrandzone zumindest einmal, bevorzugt zweimal stetig differenzierbar an die Rückfläche in der Sehzone anschließt.
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Bevorzugt ist die Rückfläche in der Tragrandzone derart ausgebildet, eine Randdicke, Randdickenvariation und/oder Mittendicke des Brillenglases zu reduzieren. Die Rückfläche in der Tragrandzone kann ferner vorzugsweise derart ausgebildet sein, Volumen und Masse des Brillenglases zu reduzieren.
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An moderne Brillengläser sind nicht nur bezüglich der optischen Eigenschaften sondern auch der kosmetischen Eigenschaften und des Gewichts hohe Anforderungen gestellt. Aus ästhetischen und Verträglichkeitsgründen sollen Brillengläser möglichst dünn und leicht sein, wobei insbesondere die Randdicke klein gehalten sein soll. Weiterhin soll die Randdicke gleichmäßig mit möglichst geringen Variationen ausgebildet sein.
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Jedoch lassen hohe Mittendicken und, bezogen auf die Fassungsform, ungleichmäßige Randdicken, insbesondere bei Brillengläsern für Hyperope (d. h. Brillengläsern mit positiver optischer Wirkung), die Brillengläser kosmetisch unschön aussehen. Bei Brillengläsern für Myope (d. h. Brillengläsern mit negativer Wirkung) sind die Randdicke und die ungleichmäßige Randdickenabwicklung bezogen auf die Fassungsform die kritischen Parameter. In beiden Fällen wird, insbesondere bei stärkeren optischen Wirkungen, das Volumen und somit auch das Gewicht des Brillenglases größer, was zu Unverträglichkeit und Ablehnung des Brillenglases führen kann.
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Bei Brillengläsern für Brillenträger mit astigmatischer Fehlsichtigkeit ist die ungleichmäßige Randdickenabwicklung der kritische Parameter. Bei Brillengläsern für Heterophorien oder Heterotropien (d. h. Brillengläsern mit prismatischer Wirkung) sind in erster Linie die ungleichmäßige Randdicke, aber auch die Mittendicke die kritischen Parameter. Bei Brillengläsern für Presbyope (d. h. Brillengläsern mit progressiver Wirkung) ist in erster Linie die ungleichmäßige Randdickenabwicklung die kritische Größe. Selbstverständlich können bei Brillengläsern mit kombinierten Wirkungen auch Kombinationen der aufgelisteten Anforderungen auftreten.
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Erfindungsgemäß ist die Rückfläche in der Tragrandzone so gestaltet, daß die kritischen Parameter für vorgegebene Brillenglastypen sich innerhalb der vorgegebenen Intervalle befinden, beziehungsweise möglichst gut eingehalten werden können.
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Die Rückfläche in der Tragrandzone wird vorzugsweise so ausgebildet, daß die maximale Randdicke des Brillenglases um vorzugsweise mindestens 5%, bevorzugt 10%, und/oder die Randdickenvariation des Brillenglases um vorzugsweise mindestens 10%, bevorzugt 20%, reduziert werden kann. Die maximale Mittendicke des Brillenglases kann vorzugsweise um mindestens 3%, bevorzugt 5%, reduziert werden. Die angegebene Reduktion bezieht sich auf ein Brillenglas ohne Tragrand als Ausgangsgröße.
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Vorzugsweise erfolgt der Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt derart, daß Fassungsform und/oder Fassungsgestalt berücksichtigt werden. Insbesondere kann dann ein optimaler Verlauf der Randdicke des Brillenglases bzw. deren Variation im eingeschliffenen Zustand sichergestellt werden.
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Besonders bevorzugt erfolgt der Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt derart, daß individuelle Parameter des Brillenträgers berücksichtigt werden. Somit ist es möglich, die äußersten Randstrahlen in Gebrauchsstellung sehr genau zu berechnen und damit die Tragrandzone optimal zu gestalten.
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Am meisten bevorzugt erfolgt der Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt derart, daß sich die Rückfläche in der Tragrandzone zumindest einmal, bevorzugt zweimal stetig differenzierbar an die Sehzone anschließt.
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Der Berechnungs- und/oder Optimierungschritt kann derart erfolgen, daß die nach kosmetischen Gesichtspunkten zu optimierenden Parameter direkt bei der Optimierung der Rückfläche vorgegeben werden. In diesem Fall wird von einem Flächenansatz für die Rückfläche ausgegangen, welcher flexibel genug sein muß, um eine entsprechende Optimierung der Rückfläche in der Tragrandzone nach dem vorgegebenen Parameter zu ermöglichen. Dabei werden insbesondere bei rotationsymmetrischen Asphären zumindest Potenzen vierter Ordnung benötigt. Diese Vorgehensweise kann insbesondere bei Brillengläsern mit positiver Brechkraft vorteilhafter sein, da mit der Variation des nach kosmetischen Gesichtspunkten zu optimierenden kritischen Parameters der Mittendicke sich auch die optische Wirkung des Brillenglases ändert.
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Es kann jedoch auch vorteilhafter sein, wenn die Rückfläche in der Tragrandzone unabhängig von der Rückfläche in der Sehzone optimiert wird. Mit anderen Worten erfolgt der Berechnungs- und/oder Optimierungsschritt der Rückfläche in der Tragrandzone erst nach der Berechnung und/oder Optimierung der Rückfläche in der Sehzone. Somit ist es möglich, eine nach kosmetischen Gesichtspunkten optimal gestaltete Tragrandzone an eine beliebige vorgegebene Rückfläche anzuschließen, und zwar unabhängig von der Gestaltung der Rückfläche in der Sehzone. Die Rückfläche in der Sehzone kann z. B. eine einfache Sphäre oder auch eine progressive Fläche sein.
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Die Erfindung wird im folgendem unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen
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1 eine stark schematische Schnittdarstellung des Systems Brillenglas-Auge beim indirekten Sehen;
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2 eine stark schematische Schnittdarstellung des Systems Brillenglas-Auge beim direkten Sehen;
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3A eine stark schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Brillenglases und den Verlauf des Randstrahls in dem System Brillenglas-Auge; und
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3B ein stark schematische Frontansicht der Rückfläche des in 3A gezeigten erfindungsgemäßen Brillenglases.
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In allen Figuren wird die folgende Wahl des Koordinatensystems getroffen: Die optische Achse des Systems Brillenglas-Auge fällt mit der ”z”-Achse zusammen; die Achsen ”x” und ”y”, welche senkrecht zu der optischen Achse stehen, bezeichnen die horizontale (x) und die vertikale (y) Richtung in Gebrauchsstellung des Brillenglases.
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1 und 2 illustrieren, wie bereits erwähnt, die Berechnung der Hauptstrahlen beim direkten und indirekten Sehen durch das Brillenglas in Gebrauchsstellung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung des Systems Brillenglas-Auge beim indirekten Sehen in Gebrauchsstellung des Brillenglases 1. Das Brillenglas 1 (Positivglas) weist eine konvexe objektseitige Vorderfläche 20 und eine konkave augenseitige Rückfläche 10 auf. Das Auge 2 blickt durch den Anpaßpunkt des Brillenglases 1. Der Punkt O bezeichnet den Anpaßpunkt auf der Rückfläche 10 des Brillenglases 1 und der Punkt Z' den optischen Augendrehpunkt des Augapfels. Der Rand des Brillenglases 1 ist mit 30 bezeichnet. P1 und P2 bezeichnen die Durchstoßpunkte des Hauptstrahls HS durch die Vorderfläche 20 bzw. Rückfläche 10 des Brillenglases 1. Die Eintrittspupille EP des Auges 2, welche gleichzeitig die Aperturblende des Systems Brillenglas-Auge darstellt, bestimmt den Verlauf der Hauptstrahlen HS.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Systems Brillenglas-Auge beim direkten Sehen in Gebrauchsstellung des Brillenglases. Das Auge 2 ist um den optischen Augendrehpunkt Z' gedreht. Ein Hauptstrahl HS verläuft nach der Brechung durch das Brillenglas 1 durch den Augendrehpunkt Z'. Mit P1 und P2 sind wiederum die Durchstoßpunkte des Hauptstrahl HS durch die Voderfläche 20 bzw. Rückfläche 10 des Brillenglases 1 bezeichnet.
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3A zeigt anhand einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines bevorzugten erfindungsgemäßen negativen Brillenglases 1. 3A zeigt insbesondere den Verlauf eines äußersten Randstrahls RS in dem System Brillenglas-Auge beim direkten Sehen, wobei das Auge 2 um den Augendrehpunkt Z' gedreht ist (direktes Sehen). Das Brillenglas 1 weist eine konvexe objektseitige Vorderfläche 20 und eine konkave augenseitige Rückfläche 10 auf. Als äußerster Randstrahl RS wird derjenige Hauptstrahl bezeichnet, welcher durch das Brillenglas 1 zu dem Auge 2 dringt und gerade noch durch den Augendrehpunkt Z' des Auges 2 verläuft. Dieser Randstrahl RS durchstößt die Vorderfläche 20 im Punkt P1 und die Rückfläche 10 des Brillenglases im Punkt P2. Der Durchstoßpunkt P2 des Randstrahls RS durch die Rückfläche 10 des Brillenglases 1 ist nach innen gegenüber dem Rand 30 des Brillenglases 1 (in Richtung des optischen Mittelpunkts des Brillenglases) versetzt, so daß sich zwischen dem Durchstoßpunkt P2 und dem Rand 30 des Brillenglases 1 ein Bereich ergibt, welcher nicht zur optischen Wirkung beiträgt und die Tragrandzone 11 darstellt.
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Die imaginäre Kurve, welche die Durchstoßpunkte P2 aller äußersten Randstrahlen RS durch die Rückfläche 10 verbindet, ist die Trennkurve 15 zwischen einer Sehzone 12 und einer Tragrandzone 11. Wie aus 3a ersichtlich ist, sind die Durchstoßpunkte P2 der äußersten Randstrahlen RS durch die Rückfläche 10 von dem Rand 30 des Brillenglases 1 beabstandet. Somit ergibt sich zwischen dem Brillenrand 30 und der Trennkurve die Tragrandzone 11, welche zur Verbesserung der kosmetischen Eigenschaften des Brillenglases genutzt werden kann, ohne die optischen Eigenschaften des Brillenglases wesentlich zu beeinflussen.
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Die Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 kann insbesondere im Hinblick auf eine Randdickenreduzierung gestaltet werden, ohne dabei die optischen Eigenschaften des Brillenglases 1 wesentlich zu beeinflussen. Die Linie 14 zeigt ein beispielhaftes Profil der Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 des bevorzugten erfindungsgemäßen Brillenglases 1. Die augenseitig gegenüber der Linie 14 versetzte gestrichelte Linie 13 zeigt das Profil der Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 eines herkömmlichen negativen Brillenglases 1 ohne Randdickenreduktion. Wie aus 3A ersichtlich ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Brillenglas 1 eine deutliche Randdickenreduzierung erzielt werden, ohne die optische Abbildungsqualität des Brillenglases 1 zu beeinflussen. Das Profil 14 der Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 kann ferner so gestaltet werden, daß eine Reduzierung der Randdickenvariation des Brillenglases 1 erzielt werden kann.
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Die Sehzone 12 des Brillenglases 1 ist nach den erforderlichen Bestellwerten bzw. Rezeptwerten des Brillenträgers berechnet und ausgebildet. Die Rückfläche 10 in der Sehzone 12 kann so ausgebildet werden, daß optimale Abbildungsqualitäten des Brillenglases gewährleistet werden können. Die Rückfläche 10 in der Sehzone 12 kann zum Beispiel eine sphärische, asphärische, torische, atorische und/oder eine progressive Fläche sein.
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3B zeigt eine stark schematisierte Aufsicht auf die Rückfläche 10 des Brillenglases 1. Die Trennkurve 15 zwischen der Sehzone 12 und die Tragrandzone 11 ist als gestrichelte Linie gezeigt. Die Trennkurve 15 verbindet die Durchstoßpunkte P2 des äußersten Randstrahls durch die Rückfläche 10.
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3A und 3B zeigen ein negatives Brillenglas, wobei die Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 derart ausgebildet ist, die Randdicke eines negativen Brillenglases 1 und/oder deren Variation zu minimieren. Wie bereits oben ausgeführt, kommen anstatt negativer Brillengläser auch positive, astigmatische, prismatische und/oder progressive Brillengläser in Frage. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Rückfläche 10 werden erhebliche kosmetische Vorteile erzielt, ohne die optischen Eigenschaften wesentlich zu beeinflussen oder gar zu verschlechtern. Die Rückfläche 10 in der Tragrandzone 11 kann ferner so ausgebildet werden, anstatt die Randdicke des rohrunden Brillenglases die Randdicke des in einer Fassung eingeschliffenen Brillenglases und/oder deren Variation zu minimieren.
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Bei dem anhand von 3A und 3B beispielhaft beschriebenen besonders bevorzugten Brillenglas ist die Trennkurve zwischen Tragrandzone 11 und Sehzone 12 für den Fall des direkten Sehens berechnet worden. Es ist jedoch auch möglich, die Trennkurve für den Fall des indirekten Sehens zu berechnen. Der äußerste Randstrahl ist in diesem Fall derjenige die Voder- und Rückfläche durchstoßende Hauptstrahl, welcher gerade noch durch die Mitte der Eintrittspupille des sich in Gebrauchsstellung befindlichen Auges verläuft, wobei das Auge durch den Anpaßpunkt des Brillenglases blickt. Die Trennkurve kann somit entweder für den Fall des direkten Sehens oder bevorzugt für den Fall des indirekten Sehens berechnet werden.
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Ferner wird ein beispielhaftes Verfahren zur Berechnung eines erfindungsgemäßen Brillenglases beschrieben. Insbesondere kann ein solches Verfahren die folgenden Schritte umfassen:
- 1. Erfassung der Bestelldaten.
Die Bestelldaten sind in der Regel die dioptrische Wirkung mit Sphäre, Zylinder, Achse, Prisma und Basislage und eventuell die Addition bei Mehrstärken- oder Gleitsichtbrillengläsern. Die Bestelldaten bestimmen die gewünschte optische Wirkung und somit das Profil bzw. die Gestaltung der Rückfläche in der Sehzone.
- 2. Erfassung der individuellen Parameter des Brillenträgers.
Individuelle Parameter des Brillenträgers sind z. B. Hornhautscheitelabstand, Baulänge des Auges, Augendrehpunktabstand, Pupillendistanz, Vorneigung, Seitenneigung, Fassungsscheibenwinkel, Objektabstand, etc. Eine solche Berücksichtigung der individuellen Parameter des Brillenträgers ermöglicht die genaue Bestimmung der Durchstoßpunkte der äußersten Randstrahlen mit der Rückfläche des Brillenglases in Gebrauchsstellung. Die Tragrandzone kann somit optimal angeordnet und gestaltet werden.
- 3. Erfassung der Fassungsform.
Insbesondere kann hierdurch die Rückfläche in der Tragrandzone so ausgebildet werden, daß zum Beispiel die Randdicke im eingeschliffenen Zustand (d. h. wenn das Brillenglas für eine Brillenfassung angepaßt ist) optimal verläuft. Das Verfahren ist aber auch auf rohrunde Brillengläser anwendbar.
- 4. Erfassung der Fassungsgestalt
- 5. Berechnung des Verlaufs der Fassungsform auf dem Brillenglas
Der somit berechnete Verlauf der Fassungsform auf dem Brillenglas und insbesondere auf der Rückfläche des Brillenglases bildet dann die Randkurve. Alternativ kann jedoch der Rand des rohrunden Brillenglases die Randukurve bilden.
- 6. Berechnung der Durchstoßpunkte der äußersten Randstrahlen durch die Rückfläche
Vorzugsweise werden – wie oben bereits ausgeführt – die Durchstoßpunkte der äußersten Randstrahlen mit der Rückfläche des Brillenglases beim indirekten Sehen berechnet, da in der Peripherie eher ein indirektes Sehen benötigt wird. Es ist allerdings ebenfalls möglich, die Durchstoßpunkte der äußersten Randstrahlen beim direkten Sehen zu berechnen.
- 7. Berechnung der Trennkurve
Dieser Schritt umfaßt die Berechnung einer (imaginären) Kurve, welche die im Schritt 6. ermittelten Durchstoßpunkte der Randstrahlen durch die Rückfläche verbindet und welche die Trennkurve zwischen der Sehzone und der Tragrandzone darstellt. Diese Kurve kann z. B. eine Spline-Kurve sein.
- 8. Berechnung der Pfeilhöhe der Rückfläche und der benötigten radialen Ableitungen der Pfeilhöhe entlang der Trennkurve. Unter Pfeilhöhe wird der Abstand eines Punktes der Rückfläche mit Koordinaten (x, y) von der Tangentialebene des Flächenscheitels verstanden.
- 9. Vorgabe des Randdickenverlaufs entlang der Randkurve und der daraus resultierenden Pfeilhöhe der Rückfläche entlang der Randkurve. Vorzugsweise ist der Randdickenverlauf entlang der Randkurve konstant.
- 10. Berechnung des Profils der Rückfläche in der Tragrandzone, welches die Pfeilhöhen entlang der Trennkurve mindestens einmal stetig mit der vorgegebenen Pfeilhöhe entlang der Randkurve radial verbindet.
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Hierbei ist es möglich die Randdicke bzw. die Pfeilhöhen entlang der Randkurve direkt bei der Optimierung der Ausgangsrückfläche vorzugeben. Um dies zu ermöglichen, muß der für die Ausgangsrückfläche gewählte Flächenansatz flexibel genug sein. Zum Beispiel werden bei einer rotationssymmetrischen Asphäre zumindest Potenzen 4. Ordnung benötigt. Dieses Verfahren kann insbesondere bei Brillengläsern mit positiver Brechkraft vorteilhafter sein, da sich hier mit der Variation der Mittendicke die optische Wirkung in der Sehzone ebenfalls ändert.
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Es kann allerdings auch vorteilhaft sein, wenn das Profil der Rückfläche in der Tragrandzone erst nach der Flächenberechnung bzw. -optimierung der Rückfläche in der Sehzone berechnet wird. Dadurch wird ermöglicht, daß die Ausgangsrückfläche eine beliebige Fläche, wie z. B. eine einfache Sphäre oder eine progressive Fläche sein kann, unabhängig von der Gestaltung der Rückfläche in der Tragrandzone.
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Vorzugsweise ist die Rückfläche des Brillenglases derart ausgebildet, daß sich die Rückfläche in der Tragrandzone zumindest einmal, bevorzugt zweimal stetig differenzierbar an die Rückfläche in der Sehzone anschließt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, je nach dioptrischer Wirkung, die maximale Randdicke um etwa 25%, die Randdickenvariation um etwa 50% und die maximale Mittendicke eines Brillenglases um etwa 10% zu reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brillenglas
- 2
- Auge
- 10
- Rückfläche
- 11
- Tragrandzone
- 12
- Sehzone
- 13
- Profil der Rückfläche in der Tragrandzone eines herkömmlichen Brillenglases
- 14
- Profil der Rückfläche in der Tragrandzone eines erfindungsgemäßen Brillenglases
- 15
- Trennkurve
- 20
- Vorderfläche
- 30
- Randbereich des Brillenglases
- EP
- Position der Eintrittspupile des Auges
- HS
- Hauptstrahl
- RS
- Randstrahl
- P1
- Durchstoßpunkt des Randstrahls mit der Vorderfläche
- P2
- Durchstoßpunkt des Randstrahls mit der Rückfläche
- Z'
- Augendrehpunkt
- Z
- Mittelpunkt des Augapfels
- O
- optischen Mittelpunkt der Rückfläche
- x, y, z
- Achsen des Koordinatensystems
